Herstellung und Charakterisierung von Disordered Optische Polymerfasern für Quer Anderson Localization of Light

Summary

Wir entwickeln und charakterisieren eine ungeordnete Polymer Optical Fiber, die quer Anderson-Lokalisierung verwendet als neuartige Wellenleiter-Mechanismus. Diese mikrostrukturierten Faser kann eine kleine lokalisierte Strahl mit einem Radius, der vergleichbar mit dem Strahlradius von herkömmlichen optischen Fasern transportieren.

Abstract

Wir entwickeln und charakterisieren eine ungeordnete Polymer Optical Fiber, die quer Anderson-Lokalisierung verwendet als neuartige Wellenleiter-Mechanismus. Das entwickelte polymere optische Faser von 80.000 Litzen von Poly (methylmethacrylat) (PMMA) und Polystyrol (PS), die zufällig gemischt sind, ausgenommen in einem quadratischen Querschnitt optischen Faser mit einer seitlichen Breite von 250 um besteht. Anfangs ist jeder Strang 200 um im Durchmesser und 8 cm lang. Beim Mischvorgang der ursprünglichen Faserstränge kreuzen sich die Fasern übereinander, jedoch gewährleistet eine große Streckverhältnis dass das Brechungsindexprofil invariant entlang der Länge der Faser mehrere zehn Zentimeter beträgt. Die große Brechungsindexdifferenz von 0,1 zwischen den ungeordneten Stellen führt zu einer kleinen lokalisierten Strahlradius, die vergleichbar mit der Strahlradius von herkömmlichen optischen Fasern ist. Die Eingabe Licht wird von einem Standard-Single-Mode-Glasfaser mit dem Hintern-Kopplung-Methode und die nea gestartetr-Feld Ausgangsstrahl von der ungeordneten Faser abgebildet wird unter Verwendung eines 40X-Objektiv und eine CCD-Kamera. Der Ausgang Strahldurchmesser stimmt gut mit den erwarteten Ergebnissen aus den numerischen Simulationen. Die ungeordneten optischen Faser in dieser Arbeit vorgestellten ist das erste Gerät-Ebene die Umsetzung von 2D-Anderson-Lokalisierung und kann potenziell für Bild Transport und Kurzstrecken-optischen Kommunikationssystemen verwendet werden.

Introduction

In einer theoretischen Arbeit von PW Anderson ¹ wurde gezeigt, dass in Gegenwart von Störungen in einem Quanten-Elektronik entwickeln die Diffusion stoppt dieser lokalisierten elektronischen Zuständen. Anderson-Lokalisierung ist eine Welle Phänomen, das auch für klassische Wellen wie Licht auftreten können. Da die theoretische Vorhersage Anderson-Lokalisierung in der Optik ^2,3, wurden viele Anstrengungen, dieses Phänomen zu erkennen experimentell mit elektromagnetischen Wellen ^4,5. Es ist jedoch sehr schwierig gewesen, starke Lokalisierung erreichen, weil die optischen Streuquerschnitten oft zu klein aufgrund der geringen Brechungsind....

Protocol

1. Herstellen einer ungeordneten Polymer Optical Fiber

1. Verteilt über 200 der PMMA-Stränge auf einem Tisch ausgebreitet und die gleiche Anzahl von PS-Stränge auf der Oberseite des PMMA. Mischen und verpacken Sie die Stränge. Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis 40.000 Stränge PMMA zufällig mit 40.000 PS Stränge miteinander vermischt werden.
2. Montieren Sie die zufällig gemischt Stränge in ein Quadrat mit einer Seitenlänge Vorform Breite von etwa 2,5 Zoll.
3. Zeichnen der Vorform in eine optische Faser mit einem Durchmesser von 250 um. Die Vorform wird bei Paradigm Optics GmbH mit ihren Standard-Verfahren ¹⁶ gezogen.

Results

Die REM-Aufnahme der polierten Faser ist in Abbildung 1 dargestellt. Die REM-Aufnahme in Abbildung 1 zeigt, dass für die meisten Regionen der Faser Spitze, die Qualität ist gut polieren. Die REM-Aufnahme der Faserproben mit ihren Enden in Ethylalkohollösung, Bild 2, zeigt die PMMA gelöst Websites in den dunklen und PS Websites in grauen Farben. Die REM-Aufnahme in Abbildung 2 liegt auf einem 24 um Breite der Faser erkennen. Für SEM Bebilderung werden di.......

Discussion

In der Faserzieheinheit Verfahren erst Brechungsindexprofil bleiben nicht mehr als einem Meter konstant, sowohl wegen der Überkreuzungen der ursprünglichen Faserstränge und auch wegen der Schwankungen des Faserdurchmessers in dem Ziehverfahren. Wir erwarten, dass ein stabiler Ziehprozess wird dazu beitragen, eine optische Faser, die invariant ist über längere Faserlängen im Vergleich zu hier berichteten herzustellen.

Bei der Herstellung einer Probe für die SEM Bildgebung der Faser Spitze, mü.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Poly(methylmethacrylat) (PMMA)
Polystyrol (PS)
70%ige Ethylalkohollösung bei 65 μg; C